? asked in 科學地球科學與地質學 · 1 decade ago

環工問題 光化學煙霧 ?

(1)台灣之光化學煙霧的形成過程(一天內之變化)?

(2)揮發性有機物和NOx可擔任的腳色為何?

(3)為何大氣(對流層)之臭氧量逐年上升?如何降低?

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(2)揮發性有機物和NOx所擔任的腳色為何?

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  • 瑞敏
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    1 decade ago
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    (1)

    光化學煙霧的形成過程主要跟太陽光強度與交通流量與工業廢氣排放強度與週期有關,但是有部分地區的光化學煙霧前驅物濃度需再考量污染物傳輸的問題,因此一天內的變化各區域不見得一致,一般可利用大氣中臭氧濃度與過氧乙酉先硝酸酯濃度觀察。原則上這兩種濃度的高峰點通常發生於中午與凌晨,中午的濃度高點通常是因為本地的空氣物染物經光化學反應後生成的,而凌晨的部份則多半是因為污染物傳輸而造成的。建議你可收集環保署的空氣品質監測站臭氧濃度的數據加以分析即可約略觀察出其每日生成趨勢變化

    (2)

    氮氧化物(NOx)主要是NO2,而揮發性有機物主要則是一些碳氫化合物,當它吸收太陽光能會光解產生具有自由基的氧原子,並生成二次性污染物-臭氧、醛類、酮類、過氧乙酉先硝酸酯等物質。

    (3)

    在平流層高度(80km),主要來源是O2的光解(因為有夠短的紫外光可將其光解)。若考慮O2的光解,及光解反應動力學觀點來看,動力反程式可寫作 d[O(1D)]/dt = R1-k2[O(1D)][M]

    則利用一階常微分方程式求解,當 t →∞時,指數項趨近於0。這時的濃度不再改變,也就是達到平衡濃度。事實上,不用t →∞。只要t >> k2[M])^-1,則就已經趨於定值。在平流層處,[M]~3x10^14molecules/cm3,k2 ~3 x 10^-11 cm3molecule-1s-1。則(k2[M])^-1~ 0.00011 s。由此可知,在平流層內只要極短的時間(小於1/1,000秒),就可以達到平衡濃度。換句話說,若是R1比1/1,000要長的話,會立刻達到平衡濃度。而是光解的速率,其時間絕對要比1/1,000來的長。而當處於平流層處,T = 200K,k3 = 1.4x10^-33cm6molecule-2s-1。若假設指數數值等於0.001時,[O]的濃度達到平衡,則時間需要1.9x10^5秒,也就是50 小時,此時間遠大於氧分子的光解時間,所以[O]在平流層內不會達到平衡濃度。在低層大氣由於氣壓較大,也就是說氣體分子濃度較高。因此造成及O的反應速率較快,尤其是O之反應會遠大於其在平流層內之反應。

    而在對流層內的臭氧濃度主要產生原因則是一次性污染物(一氧化碳、氮氧化物和碳氫化合物),這些污染物在陽光照射下能引起光化學反應,並生成二次性污染物-臭氧、醛類、酮類、過氧乙酉先硝酸酯等物質。由於一次污染物主要來自於人類的工業行為,且不斷的累積在對流層中,導致對流層中的臭氧濃度不斷的累積。

    Source(s): 教科書
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